Sie finden neue Zusammenhänge zwischen Alterung und Krebs, wenn sie menschliche und tierische Zellen vergleichen

Somatische Mutationen reichern sich lebenslang in gesunden Zellen an. Sie unterstützen die Entstehung von Krebs, und seit Jahrzehnten wird spekuliert, dass sie zum Altern beitragen. Die direkte Untersuchung somatischer Mutationen in normalen Geweben war schwierig, da es schwierig war, diejenigen nachzuweisen, die in Einzelzellen oder kleinen Klonen in einem Gewebe vorhanden sind. Erst neuere technologische Entwicklungen wie die In-vitro-Expansion einzelner Zellen in Kolonien, die Mikrodissektion histologischer Einheiten, die Sequenzierung einzelner Zellen oder einzelner Moleküle ermöglichen die Untersuchung somatischer Mutationen in normalen Geweben.

Mutationen sind zufällige Veränderungen der DNA und anschließend der Gene. Das sind DNA-Segmente. Einige Mutationen, die somatischen, treten während seines gesamten Lebens bei einem Individuum auf. Die Mutationen, die man im Laufe seines Lebens annimmt, können das Altern beeinflussen.

Jüngste Studien zeigen, wie mit zunehmendem Alter einige menschliche Gewebe von mutierten Zellen besiedelt werden, die krebserregende Mutationen enthalten, und wie sich diese klonale Zusammensetzung mit dem Alter und der Krankheit verändert. Mit Ausnahme einiger erster Studien ist viel weniger über somatische Mutation bei anderen Arten bekannt.

Jetzt führen neue Forschungsergebnisse, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurden, eine umfassende Untersuchung somatischer Mutationen bei vielen Arten von Säugetieren durch. Der Vergleich dieser Prozesse bei diesen Tieren wirft ein neues Licht auf langjährige Fragen zur Rolle genetischer Veränderungen bei Krebs und Alterung. Die Forscher fanden heraus, dass sie trotz großer Unterschiede in Größe und Lebenserwartung bei Tieren ihr Leben mit einer ähnlichen Anzahl genetischer Veränderungen beenden. Dies ist die erste Studie dieser Art, die Veränderungen bei verschiedenen Tierarten vergleicht.

Das Forscherteam analysierte das Genom von 16 Säugetierarten, darunter Mäuse und Giraffen. Seine Analyse kam zu dem Schluss, dass je länger eine Art lebt, desto langsamer ist die Geschwindigkeit, mit der Mutationen auftreten. Dieser Befund hängt mit der Beziehung zwischen ihnen und dem Altern zusammen. Somatische Mutationen können beim Menschen 20 bis 50 pro Jahr betragen, von denen die meisten harmlos sind. Nur wenige können Auswirkungen haben, die eine Zelle zum Krebspfad führen oder sie von ihrer normalen Funktion ablenken. Seit 1950 wird spekuliert, dass diese Mutationen eine Rolle beim Altern spielen sollten. Die Untersuchung somatischer Mutationen blieb jedoch bis vor kurzem schwierig.

Es gibt noch einen weiteren Aspekt, an den sich dasselbe Team gewandt hat: Petos Paradox. Krebs entsteht durch Mutationen in einer einzelnen Zelle. Theoretisch sollten Arten mit großen Körpern oder einer größeren Anzahl von Zellen eher an Krebs erkranken. In Wirklichkeit ist die Entstehung von Krebs jedoch weitgehend unabhängig von der Körpergröße. Dies könnte ein weiterer Weg sein, um zu verhindern, dass größere Tiere überlegene Methoden zur Krebsprävention entwickeln.

Es muss jedoch noch nachgewiesen werden, ob ein Mechanismus zur Krebsprävention bei größeren Tieren eine Verringerung somatischer Mutationen im Gewebe ist. Die neue Studie versuchte, diese Bedenken mithilfe neuer Methoden auszuräumen, die ein breites Spektrum von Leben und Größen abdecken. Sie sequenzierten das Genom von 208 Proben einer Drüse, die im Darm von 48 Individuen gefunden wurden, und versuchten, Mutationsraten in einzelnen Darmzellen zu messen. Die Mutationsmuster enthüllten einige Aspekte der Prozesse bei der Arbeit. Die Forscher fanden heraus, dass sich somatische Mutationen im Laufe der Zeit linear ansammelten und am interessantesten durch fast ähnliche Mechanismen bei allen Arten, einschließlich Menschen, verursacht wurden. Die faszinierende Tatsache ist, dass fast universelle Mechanismen Arten mit völlig unterschiedlichen Ess- und Lebensgewohnheiten abdeckten.

Forscher glauben, dass somatische Mutation mit Alterung in Verbindung gebracht wird, ist, dass die Mutationsrate mit steigender Lebenserwartung der Arten abnahm. Alex Cagan, Erstautor der Studie und vom Wellcome Sanger Institute in Hinxton, Großbritannien, erklärte: „Es war überraschend, ein ähnliches Muster genetischer Veränderungen bei Tieren zu finden, die sich so voneinander unterscheiden wie Maus und Tiger. Der aufregendste Aspekt der Studie hat jedoch mit der Feststellung zu tun, dass die Lebenserwartung umgekehrt proportional zur Rate der somatischen Mutation ist. Dies deutet darauf hin, dass somatische Mutationen eine Rolle beim Altern spielen können, obwohl alternative Erklärungen möglicherweise kaum möglich sind. In den kommenden Jahren wird es faszinierend sein, diese Studien auf noch vielfältigere Arten wie Insekten oder Pflanzen auszudehnen.“

Abgesehen von den gewonnenen Schlussfolgerungen wartet die Reaktion auf Petos Paradoxon weiterhin auf eine endgültige Lösung, da die Forscher noch keinen signifikanten Zusammenhang zwischen der Rate der somatischen Mutationen und der Körpermasse finden konnten, obwohl sie Hinweise auf somatische Mutationen hatten, die sich auf die Lebensdauer auswirken. Das ist die Herausforderung, vor der sie in der nächsten Phase ihrer Analyse stehen.

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